Erik Tandbergs romrapport nr. 35, 2014

Orion

Første ubemannede prøveferd

Oppskytingen vil skje torsdag 4. desember klokken 13.05 norsk tid. (Foto: Kim Shiflett, NASA)
Oppskytingen vil skje torsdag 4. desember klokken 13.05 norsk tid. (Foto: Kim Shiflett, NASA)

EFT-1 (Exploration Flight Test 1) blir første ubemannede prøveferd i jordbane for det nye romfartøyet NASA skal bruke for å frakte mennesker til fjerne mål som en asteroide og Mars. Oppskytningen vil skje med en Delta IV Heavy fra Cape Canaveral Air Force Station´s Space Launch Complex 37 torsdag 4. desember klokken 13.05 norsk tid. Oppskytningsvinduet varer i 2 timer og 39 minutter.

Det er Orion-hovedkontraktøren Lockheed Martin som har ansvaret for prøven, der ett av hovedmålene er å kvalifisere romfartøyets utskiftbare varmeskjold. Den kraftige United Launch Alliance Delta IV Heavy raketten skal derfor, i stadier, plassere Orion i en bane med apogeum i omkring 5808 kilometer. Denne høyden gir en tilbakevendingshastighet på 8,9 kilometer i sekundet, som betyr en maksimal varmeskjoldtemperatur på 2200 grader C, rundt 80 prosent av hva som kan forventes etter en ferd til Månen.

Men også andre ting skal prøves, for eksempel avionikk, stillingskontroll, separasjon av avbruddssystemet og dekslene rundt romfartøyets serviceseksjon, dessuten fallskjermsystemet.

Romfartøyet vil bruke ca. 17 minutter på vei opp til en innledende bane, men bare 3 minutter og 56 sekunder etter start blir høyre og venstre væskemotordrevne første trinn på Delta IV Heavy bæreraketten separert. Det midtre trinnet brenner i ytterligere ett og et halvt minutt før separasjon. Seks minutter etter start forsvinner dekslene rundt serviceseksjonen, og bare sekunder etter separeres avbruddssystemet. Den innledende banen skal være ellipseformet med apogeum i 888 kilometer og perigeum i 185 kilometer. Bærerakettens andre trinn tenner på nytt ved slutten av første omløp for å øke høyeste punkt til de planlagte 5808 kilometrene.

3 timer og 24 minutter etter start vil Orions kjegleformede mannskapsseksjon koble seg fra både bærerakettens andre trinn og serviceseksjonen, som med nok en brennperiode blir bremset opp slik at begge deler møter jordatmosfæren og brenner opp. Litt under fire timer etter start vil mannskapsseksjonens stillingskontrollmotorer benyttes i ti sekunder for å innlede tilbakevendingen, og etter omkring 15 minutter merkes det første møtet med atmosfæren i en høyde av 122 kilometer. Nå er det ti minutter til landingen i Stillehavet. Til sammenligning brukte romfergen 40 minutter fra det første møtet med atmosfæren til landing. Høyeste temperatur på varmeskjoldet inntreffer mindre enn ti minutter før landing.

Kapselens to stabiliseringsskjermer settes ut i en høyde av 6,7 kilometer og reduserer i løpet av et minutt hastigheten til 160 kilometer i timen. Deretter vil tre pilotskjermer trekke ut like mange hovedskjermer i en høyde av 6,5 kilometer. Landingshastigheten vil ligge på noe i underkant av 27 kilometer i timen.

Ferden over to omløp er planlagt å vare 4 timer og 24 minutter.

Landingsområdet ligger omkring 960 kilometer vest for Baja, California. Her venter redningsfartøyer fra den amerikanske marinen, blant annet amfibieskipet USS Anchorage og redningsskipet USNS Salvor. Før landing vil helikoptre fra Anchorage være behjelpelig med å bestemme den eksakte posisjonen, slik at også fallskjermene kan lokaliseres. Et system av fem oppblåsbare ballonger sørger for at kapselen blir snudd hvis den skulle bli tippet rundt av bølger. Dykkere vil feste flytekrage, drivanker og slepeliner til romfartøyet, også det på Apollo-maner.

Den enkle serviceseksjonen på EFT-1 er bygget av Lockheed Martin. Senere serviceseksjoner skal leveres av ESA og bygges av Airbus Defence and Space (se nedenfor).

Utvikling og bygging av serviceseksjonen

18. november undertegnet ESA en kontrakt med Airbus Defence and Space om utvikling og bygging av serviceseksjonen for det nye, bemannede NASA-romfartøyet Orion.

Serviceseksjonen skal romme systemer for fremdrift, strømforsyning og temperaturkontroll, dessuten sentrale deler av livstøttesystemet for selve Orion-kapselen. Kontraktsummen er ca. 390 millioner euro.

Det var i desember 2012 at NASA og ESA ble enige om en europeisk rolle i Orion-programmet, og bakgrunnen er blant annet erfaringen ESA høstet ved konstruksjon, bygging og bruk av de fem ubemannede ISS-forsyningsfartøyene i ATV (Automated Transfer Vehicle) serien.

Første gangs bruk av en europeisk serviceseksjon blir trolig omkring november 2018 med EM-1 (Exploration Mission 1) ferden, som blir ubemannet med en Space Launch System Block I bærrerakett og går til Lagrange-punkt L2 i Jorden-Månen systemet. EM-2 skal være en bemannet ferd i 2020/2021 til det samme området over Månens bakside.






Romfart generelt

Da påmeldelsesfristen for Mars One astronautkandidater gikk ut 31. august 2013, hadde det meldt seg 202 586 frivillige til enveisopphold på planeten Mars. Tallet ble etter første utvelgelsesrunde redusert til 663, og nå står uttak nummer to for døren.

Denne utvelgelsen skal foregå som videointervju under ledelse av dr. Norbert Kraft, som har erfaring med uttak av romfarere i blant annet NASA og Roskosmos.

Romtransport

Oppskytningen av en Proton M/Breeze M bærerakett med en russisk nyttelast fra Bajkonur ble 26. november utsatt på grunn av et problem med styresystemet på Breeze M trinnet.

Proton M/Breeze M har i den senere tid vært plaget av feil – i 2012 havnet en nyttelast i gal bane, og i juli 2013 eksploderte en rakett like etter start. En ny svikt inntraff i mai inneværende år, men forrige oppskytning, i september, gikk etter planen.

Romforskning

Oppskyting utsatt

Oppskytningen av den japanske asteroidesonden Hayabusa 2 måtte utsettes fra 1. desember klokken 05.22 norsk tid til 3. desember, har JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) og Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. meldt. Årsaken var dårlig vær.

Mørk materie

To fysikere, Andrei Derevianko ved University of Nevada i Reno og Maxim Pospelov ved University of Victoria og Perimeter Institute for Theoretical Physics i Canada, har foreslått å bruke atomur blant annet i rommet for å påvise mørk materie.

Mørk materie antas å utgjøre omkring 27 prosent av universets masse, og vil i så fall kunne ha en forstyrrende effekt på atomurene – opprinnelig synkroniserte ur kan bli usynkrone som følge av lommer med det mystiske, ukjente stoffet.

Forslaget, annonsert 17. november, har vakt interesse, og de to forskerne skal nå begynne å analysere data fra atomurene i 30 GPS-satellitter og en del bakkenettverk.

Philae og Rosetta

Med Philae-oppdraget fullført, i hvert fall foreløpig, skal Rosetta nå konsentrere seg om sine oppgaver i nærheten av 67P/Cherjumov-Gerasimenko. Sonden har siden 16. november utført en serie manøvrer med formål å optimalisere banen rundt kometen for de 11 instrumentene om bord.

Nye manøvrer ble gjennomført 20., 23. og 26. november for å heve banehøyden til omkring 30 kilometer.

Komet 67P/Cherjumov-Gerasimenko.  (Foto:  ESA/Rosetta/NAVCAM)
Komet 67P/Cherjumov-Gerasimenko. (Foto: ESA/Rosetta/NAVCAM)

3. desember skal banehøyden senkes til 20 kilometer i ti dager, deretter heves igjen til 30 kilometer. Senkningen skal benyttes til kartlegging av kometkjernen med høy oppløsning og til å samle gass, støv og plasma med den økte aktiviteten som forventes når sonden og kometen nærmer seg Solen. Rosetta vil i sin ”eskortetjeneste” innover oppholde seg så nær kometen som mulig, men vil fjerne seg hvis solvarmen gir en utstrømning som innebærer en risiko. Hensikten er nå å studere kometen og samtidig vokte på Philae i tilfelle sollyset skulle gjøre det mulig å lade opp batteriene.

Kometen og Rosetta vil runde Solen 13. august 2015 i en minste avstand av 186 millioner kilometer. Dette er altså mer enn Jordens middelavstand fra Solen, nesten 150 millioner kilometer. På vei utover i solsystemet igjen er det håp om å opprettholde kontakt med sonden til utgangen av 2015. Fra tidlig på året vil lyttingen etter radiosignaler fra Philae kun være periodisk.

Van Allen

Van Allen beltene er som kjent smultringlignende ansamlinger av ladede partikler holdt på plass av Jordens magnetfelt. Beltene kan øke og avta i størrelse med energien mottatt fra Solen, og vil enkelte ganger kunne utvide seg så meget at satellitter i lave jordbaner utsettes for ødeleggende stråling.

Nå er det, ved hjelp av data fra NASAs to Van Allen Probes satellitter (skutt opp i august 2012), påvist et slags avløp som danner en ugjennomtrengelig barriere for de hurtigste elektronene. Barrieren hindrer dem i å nærme seg Jorden. Oppdagelsen er beskrevet i 27. november utgaven av tidsskriftet Nature.

”Denne barrieren for de meget hurtige elektronene er et bemerkelsesverdig trekk ved beltene,” forklarer Dan Baker, forsker ved University of Colorado og hovedforfatter av artikkelen i Nature. ”Vi er i stand til å studere den for første gang fordi vi ikke har hatt tilgang til så nøyaktige målinger av disse høyenergi-elektronene tidligere.”

Lunar Missions Ltd.

Det engelskledede selskapet Lunar Missions Ltd. gikk 19. november ut med planer om en månesonde, Lunar Mission One, som skal finansieres ved private bidrag.

Sonden vil lande ved Månens sydpol, der en nyutviklet drill skal bore til i hvert fall 20 meter og kanskje så meget som 100 meter. Oppskytning vil skje i løpet av kommende tiår.

Innledende finansieringsmål er 600 000 pund, og Lunar Missions kunne for en tid siden fortelle at en sjettedel av dette beløpet kom inn i løpet av noen få timer etter annonseringen.

Selskapet opplyste videre at en del av finansieringen vil skje gjennom bestilling og senere salg av millioner ”digitale hukommelsesbokser” i et program som kalles Kickstarter. En bestilling koster 60 pund, senere vil de bli lagt ut for salg.

Potensielle bidragsytere kan være skoler, andre utdannelsesinstitusjoner og enkeltpersoner over hele verden.

Diverse

DNA i rommet

Oppskytningen av forskningsraketten TEXUS i Kiruna i Nord-Sverige. (Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - German Aerospace Center)
Oppskytningen av forskningsraketten TEXUS i Kiruna i Nord-Sverige. (Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - German Aerospace Center)

Hensikten med oppskytningen av forskningsraketten TEXUS (Technologie-Experimente unter Schwerelosigkeit, Teknologi-eksperimenter i vektløshet) 49 fra Kiruna i Nord-Sverige for en tid siden var blant annet å studere virkningen av gravitasjon på genene i menneskelige celler.

Forskerne besluttet imidlertid også å prøve virkningen av en suborbital ferd på små mengder DNA festet til rakettens utside. Ferden gikk til en høyde av 264 kilometer og varte i ca. 20 minutter, hvorav seks minutter i vektløshet. Høyeste temperatur under tilbakevendingen var omkring 1000 grader C.

Likevel viste det seg at meget av DNA-stoffet var uskadd, ble det opplyst i slutten av november. Cora Thiel, én av forskerne ved Universitetet i Zürich, sa at ”vi var overrasket over å finne så meget intakt og funksjonelt aktiv DNA.”  - ”Og,” tilføyet professor Oliver Ulrich, en kollega, ”studien gir eksperimentell støtte til påstanden om at DNAs genetiske informasjon er i stand til å overleve det ekstreme miljøet i rommet og tilbakevendingen i jordatmosfæren.” – Opptil 53 prosent overlevet nede i riller på skruehoder, og i overkant av en tredjedel var funksjonsdyktige.

Funnet kan gi ny fokus på panspermia-teorien, som postulerer at livet på Jorden kom utenfra. Den antyder likeledes at jordisk DNA, på tross av sikkerhetsforanstaltninger, kan medføres av romfartøyer til andre himmellegemer.

”Dette må vi vite mer om i letingen etter utenomjordisk liv, ” mener forskerne.

Søk- og redningstjenesten Cospas-Sarsat

Den internasjonale, satellittbaserte søk- og redningstjenesten Cospas-Sarsat ble opprettet av Canada, Frankrike, Sovjetunionen og USA i 1979. Det hevdes at tjenesten siden den tid har bidratt til å redde i overkant av 35 000 menneskeliv.

Nå har Europa bygget og i sommer prøvet tre bakkestasjoner som vil øke systemets effektivitet i vår del av verden, ble det meldt 17. november. Stasjonene ligger på Svalbard, ved Maspalomas på Gran Canaria og ved Larnaca på Kypros, alle med fire antenner. Bakkestasjonene er sammenknyttede, og blir styrt av et kontrollsenter i Toulouse.

Cospas-Sarsat romsegmentet består i øyeblikket av utstyr i 17 satellitter i middels høye baner – 14 amerikanske av typen GPS, to europeiske Galileo-satellitter og én russisk Glonass.

Kosmos-programmet

Den russiske Glonass M eller Uragan M navigasjonssatellitten som ble skutt opp 14. juni i år med en Sojus 2-1b fra Plesetsk, var nummer 2500 i Kosmos-serien.

Kosmos-programmet, som i stor grad gjelder oppskytningen av militære nyttelaster, ble innledet 16. mars 1962 med Kosmos 1.

–––––

Rettelse: I Romrapport 34/14, under omtalen av Rosetta instrumentseksjonen Philae´s landing på 67P/Churjumov-Gerasimenko, står det at unnslipningshastigheten på kometkjernen er 50 meter i sekundet. Det korrekte tallet er 50 centimeter i sekundet.